土壤多糖對不同利用方式下棕壤中各級微團聚體穩定性的影響

楊坤　王作敏

摘要：采用高碘酸鹽氧化法和分組膠散法對比的方法研究了土壤多糖對耕地、園地、林地3種利用方式下棕壤中各級微團聚體穩定性的影響，經分析認為土壤多糖在不同利用方式下棕壤的各級微團聚體的形成和穩定中均起到了較重要的作用，去除土壤多糖后，各級微團聚體的破壞程度均較大。與膠散分組相比較，多糖對耕地和園地棕壤50—250 μm和<10 μm微團聚體穩定性的作用較林地的大，說明在林地棕壤中其他的膠結物質可能起著更重要的作用；而在10—50 μm微團聚體中多糖對林地的穩定性作用較強。

關鍵詞：利用方式；微團聚體；多糖；穩定性

中圖分類號：S158.5

文獻標志碼：A

論文編號：2014-0436

0 引言

團聚體的穩定性是指團聚體抵抗外力作用或外部環境變化而保持其原有形態的能力。前人研究認為土壤有機質、土地利用方式、土壤微牛物、氣候條件、植被覆蓋、管理措施等眾多因素影響著團聚體的穩定性。其中，土壤多糖是一種重要的膠結物質。多糖蘊藏著結構的多樣性，具有極其復雜的的“連接方式或異構體”和“分支形成”。由于分離提取方法上的局限，對土壤多糖的結構和其對土壤微團聚體穩定性的影響的相關研究較少。關連珠等研究提出，大粒級微團聚體的形成豐要與松結合態有機質以及多糖類物質有關。本研究旨在進一步探討土壤多糖對各級微團聚體的形成和穩定機制的影響，為土壤有機碳庫和土壤肥力的調控提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 供試土壤

供試土壤為同一母質類型不同利用方式（耕地為旱田，園地為柞樹林，林地為針葉林）的棕壤，采白于遼寧沈陽天柱山，采樣深度為0—20 cm。土壤的基本性質見表1。

供試微團聚體為各利用方式棕壤經過超聲波分散、虹吸法提取獲得，基本性質見表2。

1.2 測定方法

試驗采用室內分析的方法，土壤多糖對微團聚體穩定性的影響采用高碘酸鹽氧化法測定，各級微團聚體的有機礦質復合體組成采用丘林的分組膠散法測定。

高碘酸鹽氧化法具體操作如下：取適量的土壤微團聚體樣品于1000 mL量筒中，加入0.06 mol/L的高碘酸鈉溶液300 mL，其間不斷地攪拌，以求作用完全，然后吸去上清液，加蒸餾水至刻度，吸管法定量，以0.06 mol/L的NaCl溶液作為對照。

分組膠散法具體操作如下：Gl組的分離，采用l mol/L NaCl淋洗，完全脫鈣后，轉入1000 mL量筒，在規定的時間吸取，多次重復，直至懸液接近澄清。G2組的分離，剩余土壤轉入瓷勺，澄清后吸除水分，糊狀物用帶橡皮頭的玻璃棒研磨5 min，加水混均，放置5 min，將懸濁液倒入量簡。如此反復，至瓷勺中殘余土壤加水研磨不顯渾濁為止。之后按Gl組方法提取G2組。

2 結果與分析

2.1 土壤多糖對各利用方式棕壤中50—250μm微團聚體穩定性的影響

由表3可知，各利用方式下棕壤中的50—250 μm微團聚體經高碘酸鈉氧化后，均受到了一定程度的破壞，<10μm粒級的增量在25%以上，其中對園地和耕地的破壞程度大于林地，分別比林地<10 μm顆粒增量多2.1%和1.5%。從除去多糖后，50—250 μm微團聚體的破壞程度來看，在林地該粒級的形成中可能有其他膠結物質起著更為重要的作用。

對該粒級進行膠散分組后，得到鈉質分散復合體（Gl）和鈉質研磨分散復合體（G2），各利用方式下均為G1>G2，其中園地與林地的復合體含量相近，耕地的Gl最大，G2最小。通常認為復合體G2含量較多的土壤中，水穩性團粒的總含量較高。可以看到，林地與園地的G2含量明顯高于耕地，這說明林地與園地中的水穩性團粒含量高于耕地，土壤結構較穩定。

將2種處理方法對比可以看出，50—250μm微團聚體經過氯化鈉處理，又經過反復的研磨后得到的有機無機復合體含量（G1+G2）仍然小于高碘酸鈉氧化后得到的<10 μm顆粒的含量，之問的差異達到了5.1%～9.2%，說明多糖對于此粒級微團聚體的形成和穩定具有較強的作用。還可以看出，經2種處理方法得到的<10 μm粒級增量的差異為耕地最大，林地最小，所以推斷多糖對耕地這一粒級微團聚體形成及穩定具有更重要的作用。

2.2 土壤多糖對各利用方式棕壤中10—50 μm微團聚體穩定性的影響

由表4可以看到，各利用方式棕壤中10—50 μm微團聚體經過高碘酸鈉氧化后，<10μm粒級的增量仍然在25%以上，且其破壞程度為林地>園地>耕地，林地小粒級的增量比園地多1.4%，比耕地多了3.7%，多糖對林地10—50μm微團聚體的穩定性作用相對較強。

膠散分組的結果為G1>G2，其中林地的G2含量最大。3種利用方式下（G1+G2）的趨勢為林地>園地>耕地。2種處理方法相比，高碘酸鈉氧化對土壤10—50 μm粒級的破壞程度較大，但是2種方法之間<10um顆粒的增量差值僅在1.8%～3.8%。

2.3 土壤多糖對各利用方式棕壤中<10 μm微團聚體的穩定性的影響

在<10 μm微團聚體中以處理后黏粒的增量來衡量團聚體的破壞狀況可以看出（表5），經高碘酸鈉氧化后，黏粒的增量在20%—25%，而膠散分組得到的黏粒含量在8%～l2%，可見多糖在這一粒級的形成和穩定中同樣起到了十分重要的作用。耕地和園地中該粒級微團聚體在2種處理方法下得到的黏粒增量差值相近，分別為14.1%和14.3%，并且大于林地的12.8%。

3 結論

從上述分析可知，不同利用方式棕壤的各級微團聚體經高碘酸鹽處理后均發生了較大程度的破壞，說明多糖不僅對大粒級微團聚體的形成起作用，而且對各級微團聚體的團聚作用的貢獻都很大。不同的土地利用方式對各級微團聚體中有機無機復合體的含量均產生了影響，隨著人為開墾程度的增加，有機無機復合體的含量減少，水穩性團粒含量減少，揭示了土壤肥力退化的機制。與膠散分組相比較，多糖對耕地和園地棕壤50—250和<10μm微團聚體穩定性的作用較林地的大，說明在林地中可能有其他的膠結物質起著更重要的作用；而在10—50μm微團聚體中多糖對林地的穩定性作用較強。

土壤多糖在各利用方式棕壤的各級微團聚體的形成和穩定中起關鍵作用。土壤有機無機復合體的含量變化能直觀地反映土壤肥力的退化機制。與膠散分組相比較，多糖對耕地和園地棕壤50—250和<10μm微團聚體穩定性的作用較林地的大。